Какой лучше фундамент на севере

На севере лучше всего подходит ленточный фундамент, который обеспечивает надежную поддержку и равномерное распределение нагрузки на грунт. Его глубина должна быть достаточной для промерзания, чтобы избежать деформаций в зимний период.

Также стоит рассмотреть плитный фундамент, особенно в регионах с неустойчивыми и непрочными грунтами. Он равномерно распределяет вес строения и минимизирует риск осадки, что особенно важно в условиях низких температур и изменения свойств грунта.

Свайные фундаменты на винтовых сваях в условиях Крайнего Севера Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Опалихина А. А

В работе рассмотрены проблемы возведения фундаментов на вечномерзлых грунтах, описаны типы свайных фундаментов, которые применимы в условиях Крайнего Севера. Предложена оптимальная технология строительства с использованием винтовых свай . Описаны преимущества данного типа фундамента и возможные варианты совершенствования.

Текст научной работы на тему «Свайные фундаменты на винтовых сваях в условиях Крайнего Севера»

Строительство в Московской области развивается интенсивно, к сожалению, в процессе, как капитального строительства, так и текущего ремонта происходят несчастные случаи, в том числе и со смертельным исходом. Если взять статистику за 2015-2017 гг. можно увидеть, что в 2015 году произошло 17 несчастных случаев со смертельным исходом, в 2016 — 16, а в 2017 году 11 несчастных случаев.

Если смотреть на гистограмму произошедших несчастных случаев можно отметить растущую тенденцию всех несчастных случаев, так в 2016 году произошло 16 НСС, что на 6% (17-16/17*100=6%) меньше чем в 2015, а в 2017 году по сравнению с 2016 годом произошло на 31,25% меньше (16-11/16*100=31,25%), в 2017 году произошло снижение НСС по сравнению с 2015 году на35,2% (17-11/17*100=35,2%).

Анализируя все данные можно предположить что в 2018 году процент НС снизится, в общем на 24,15 % (35,2+31,25+6)/3=24,15%. Заключение

Большинство НСС в строительной отрасли приходятся на весенне — летний период, это связано с пониженной проходимостью рабочих транспортных средств, а так же длительные простои из-за погодных условий. Однако в виду совершенствования инструментов для обеспечения безопасности условий труда, в среднем травматизм должен уменьшиться на четверть. Список использованной литературы:

1. Отчет о деятельности Федеральной службы по труду и занятости за 2015-2017 гг, https://www.rostrud.ru/press_center/doklady/otchety-o-deyatelnosti-federalnoy-sluzhby-po-trudu-i-zanyatosti/

2. Международная Организация труда. Учебное пособие «Безопасность, гигиена труда и санитарно -бытовые условия на строительных площадках». 2005. — с. 50.

3. Доклад о состоянии условий и охраны труда в городе Москве за 2016 год. — М.: Департамент труда и социальной защиты населения, 2017 — 120 с.

4. Майструк А.В. Системный анализ и военное прогнозирование: учеб. пособ. — Балашиха: ВА РВСН имени Петра Великого, 2017. — 109 с.

СВАЙНЫЕ ФУНДАМЕНТЫ НА ВИНТОВЫХ СВАЯХ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА

В работе рассмотрены проблемы возведения фундаментов на вечномерзлых грунтах, описаны типы свайных фундаментов, которые применимы в условиях Крайнего Севера. Предложена оптимальная технология строительства с использованием винтовых свай. Описаны преимущества данного типа фундамента и возможные варианты совершенствования.

Вечномерзлые грунты, буроопускные сваи, опускные сваи, бурозабивные сваи, бурообсадные сваи, винтовые сваи.

Мерзлый грунт с одной стороны является прекрасным основанием для строительства зданий и

сооружений, он обладает огромной прочностью и способен воспринимать большие нагрузки. Однако строительство в условиях вечной мерзлоты является достаточно трудоемким и дорогостоящим процессом. Грунт в районах крайнего севера претерпевает сезонные циклы замерзания и оттаивания, подвержен повышению среднегодовых температур и влиянию различных техногенных факторов.

Вода, содержащаяся в верхних слоях земли над мерзлым грунтом, замерзая, увеличивается в объеме на 9%, это приводит к вспучиванию земли. Вместе с поднятием грунта приподнимается все, что находится на поверхности земли или в ее верхних слоях. Сложность заключается в том, что вспучивание происходит неравномерно: в одних местах земля поднимается больше, в других меньше, в одних раньше, а в других позже. В результате сооружения деформируются, трескаются и перекашиваются.

Весной наступает другая проблема. Земля начинает оттаивать, грунт размягчается и здание оседает. Также как и при замерзании, оттаивание происходит неравномерно по длине здания и это приводит к дополнительным деформациям.

Так, например, когда землю пучит при замерзании, и она тащит с собой вверх зарытые в нее столбы и фундаменты, то при оттаивании земли они часто не садятся обратно на свои места. Земля опустилась, а столб остался «выпученным». В следующую зиму все повторяется снова, и столб выпучивается еще больше [1].

При строительстве в условиях крайнего севера применяют два принципа использования мерзлых грунтов в качестве основания для сооружения.

Первый принцип основан на сохранении вечномерзлого грунт в его первоначальном состоянии. Основная задача — не дать верхнему слою грунта изменить свои свойства под воздействием тепла в процессе возведения и при дальнейшей эксплуатации сооружения. Данный принцип применяется в тех случаях, когда сохранение верхнего слоя в его исходном состоянии экономически целесообразно.

Технология строительства заключается в организации мероприятий по уменьшению температуры грунтового основания до расчетных значений. Для этого используют искусственное охлаждение грунта с помощью специальных охлаждающих камер, подполье делают холодным и вентилируемым, также предусматривают теплоизоляционные слои под всей конструкцией и установку сезоннодействующих охлаждающих устройств жидкостного или парожидкостного типов — СОУ [2].

Проектирование основы зданий по второму принципу допускает оттаивание грунта. В этом случае грунт оттаивают перед возведением фундамента, либо проводят трудоемкие расчеты и допускают, что основание будет оттаивать во время эксплуатации здания. Постепенное оттаивание вечномерзлых грунтов возможно до тех пор, пока деформация оттаивающего основания не превысит предельно допустимых значений.

Практика строительства показывает, что здания и сооружения в условиях Крайнего Севера строятся в основном по первому принципу, т.е. с сохранением мёрзлого состояния грунтов оснований в период строительства и при дальнейшей эксплуатации. Основным типом фундаментов, применяемых при строительстве по данному принципу, являются свайные фундаменты.

В многолетнемерзлом грунте возможно использование свай следующих типов:

— буроопускные — сваи, которые свободно погружаются в скважины с диаметром не менее чем на 5 см превышающим размер поперечного сечения сваи, свободное пространство заполняется раствором.

— опускные — сваи, которые свободно или с пригрузом погружаются в предварительно оттаянный

— бурозабивные (забивные) — сваи, которые погружаются забивкой в лидерные скважины с диаметром меньшим наибольшего поперечного сечения сваи, сваи рассчитаны на восприятие ударных нагрузок (рис. 1).

— бурообсадные — полые сваи и сваи-оболочки, которые погружаются в грунт путем его разбуривания в забое через полость сваи с периодическим осаживанием погружаемой сваи.

— винтовые — полые сваи с винтом или одной или несколькими лопастями, которые погружаются завинчиванием в лидерные скважины (без лидерных скважин), диаметр которых меньше наибольшего

поперечного сечения ствола сваи [2].

Винтовые сваи на протяжении многих лет активно применяются в условиях Крайнего Севера. Это обуславливается небольшими габаритами и высокими эксплуатационными показателями свай, а также уникальной технологией установки.

Рисунок 1 — Способы погружения свай в вечномерзлые грунты: а — буроопускной; б — бурозабивной; в — забивной; г — опускной; 1 — столб (свая); 2 — засыпка из местного грунта; 3 — цементно-песчаный раствор; 4 — свая; 5 — лидерная скважина; 6 — оттаянный грунт

В условиях Крайнего Севера, когда доставка материалов возможно только зимой по временным автодорогам, качество дорожного покрытия может не соответствовать требованиям, позволяющим перемещать крупнотоннажные автомобили по устаревшим трассам. Сравнительно небольшой размер конструкций винтовых свай и компактность используемой техники, делают их пригодными для использования в данных экстремальных условиях.

Технология устройства винтовых свай отличается предельной простотой, не требуются специальное оборудование и строительная техника, сварочные и подготовительные работы. Такие сваи способны выдерживать существенные нагрузки и их срок службы составляет не менее 80 лет.

Строительство фундамента с использованием винтовых сваях можно вести в любое время года, к тому же сроки его возведения значительно меньше по сравнению с остальными технологиями устройства фундаментов, что сокращает затраты и является более выгодным с экономической точки зрения.

Установка винтовой сваи в вечномерзлые грунты выполнятся в следующей последовательности:

— бурение лидерной скважины, диаметр которой меньше, чем внутренний диаметр полого трубчатого корпуса сваи;

— установка сваи в лидерную скважину;

— воздействие на сваю крутящего момента до погружения сваи на проектную глубину;

— заполнение внутренней полости сваи цементно-песчаным раствором, оттаянным выбуренным грунтом или иным грунтовым или песчано-цементным раствором;

— выдержка заполненного раствора или грунта до его смерзания с массивом вечномерзлых грунтов

Районы Крайнего Севера — это территория, где возведение фундаментов требует больших трудозатрат и является экономически невыгодным. Оптимальным решением, удовлетворяющим суровым климатическим условиям, является строительство фундаментов на винтовых сваях. Дальнейшее совершенствование конструкции свай, повышение их несущей способности, применение

автоматизированных средств и технологий позволят сделать возведение фундаментов на винтовых сваях еще более востребованным в условиях Крайнего Севера.

Список использованной литературы

1. Каптерев П. Н. Вечная мерзлота и борьба с ней//Наука и жизнь. 1936. №11.

2. СП 25.13330.2012 ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ НА ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ Актуализированная редакция СНиП 2.02.04-88. — М.: Минрегион РФ, 2012

факультет авионики, энергетики и инфокоммуникаций, Уфимский государственный авиационный технический университет,

г. Уфа, Россия, [email protected] Денисенко А.В., факультет информатики и робототехники, Уфимский государственный авиационный технический университет,

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ИНДУКЦИОННЫХ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ МАШИН С ЦЕЛЬЮ ДИАГНОСТИКИ

В статье проведено компьютерное моделирование внешнего магнитного поля индукционной магнитогидродинамической машины с целью диагностики статического эксцентриситета.

компьютерное моделирование, внешнее магнитное поле, индукционная магнитогидродинамическая машина, диагностика

Фундамент на винтовых сваях при низких температурах

Винтовые сваи незаменимы при строительстве в любых сложных условиях, в том числе, на воде и при слабых или замёрзших грунтах. Свайно-винтовой фундамент можно возводить в любое время года, при любом климате, температуре и погоде. Если у вас возникла необходимость построить дом зимой, то, что вам поможет – это винтовые сваи.

В отличие от работы с другими видами фундамента, которые зимой требуют больших трудозатрат по сохранению почвы в прогретом состоянии и расчистке территории, перед монтажом свайно-винтового фундамента вам не придётся проводить никаких дополнительных сложных работ. Не нужно ни прогревать грунт, ни предварительно вскапывать или разрыхлять почву. Достаточно будет просто убрать лишний снег со строительной площадки и ввинтить сваи на глубину ниже промерзания грунта. Впрочем, второе требование обязательно при работе в любое время года.

Фундамент на винтовых сваях можно возводить на любых почвах и при любых условиях благодаря некоторым его особенностям. К примеру, сваи переносят нагрузку здания сквозь слабые слои грунта до плотных слоёв. Это позволяет им обеспечивать одинаковую несущую способность при разнородных грунтах и на разных участках фундамента. Один раз встав на своё место, свая уже не будет проседать ниже и тем самым разрушать строение, какое бы воздействие на неё ни оказывалось, хоть подтопление, хоть промерзание, хоть что-либо другое. Современные сваи не пригодны только для ввинчивания в скальные породы или в смесь из песка и гравия, которая не часто и встречается.

Свайно-винтовой фундамент в условиях вечной мерзлоты

Благодаря простоте установки, небольшим размерам и повышенным эксплуатационным характеристикам винтовые сваи активно используются и в условиях вечной мерзлоты, где они являются чуть ли ни единственным экономически выгодным типом фундамента. В условиях низких температур севера, тем более в местностях, где доставка материалов возможно только зимой, применение песчанно-цементного раствора, который необходимо постоянно разогревать, затратно и не неудобно. Однако при монтаже винтовых свай в применении бетонного раствора нет необходимости.

В условиях больших северных расстояний позитивным фактором становится и небольшой размер винтовых свай, и компактность используемых при работе с ними технических средств. К примеру, на севере крайне неудобно использовать стандартный фундамент под опоры ЛЭП высокого напряжения. При весе примерно равном пяти тоннам, один автомобиль сможет доставить лишь одну опору, тогда как вес свай, подходящих для этого же дела, равен всего полтонны.

До распространения свайно-винтового фундамента, в северных широтах в основном использовались буронабивные сваи, но и они требовали больших затрат сил и средств по сравнению с винтовыми. При их установке требуется бетонный раствор, во время работ – необходим разогрев самих свай, а до того как установить сваю, нужно пробурить скважину большого диаметра.

Работа с винтовыми сваями даже в условиях постоянно низких температур отличается простотой. Требуется лишь пробурить лидерную скважину, по диаметру равную сваи, и ввинтить в неё саму сваю. При этом не ведутся никакие дополнительные работы – ни сварочные, ни подготовительные, ни какие-либо иные. Установка происходит быстро, а смонтированный фундамент отличается повышенной надёжностью.

Возведение свайно-винтового фундамента зимой на воде

Кстати говоря, иногда работать с винтовыми сваями зимой именно рекомендуется. К примеру, возводя строение на воде, гораздо проще и удобнее использовать лёд в качестве опоры для закручивания сваи. Чтобы установить сваю зимой, нужно пробурить во льду скважину, а дальше действовать в соответствии с летней наземной технологией.

В целом фундамент на винтовых сваях можно назвать единственным видом опоры, сооружение которого реально зимой без каких-либо проблем и дополнительных затрат. С приходом свай в частный сектор, каждый желающий смог в полной мере воспользоваться зимними скидками на строительство домов, бань и других объектов. При большой экономической выгоде использования, свайно-винтовой фундамент ещё и рекордсмен по надёжности и долговечности.

Комментарий специалиста нашей компании

Винтовые сваи практически незаменимы. Даже в данном случае – зимой, они являются наилучшим вариантом среди всех доступных. Есть и другие варианты, но они менее выгодны. При работе зимой производительность труда становится гораздо меньше, людям необходимо греться и отдыхать, и работа с промерзшей землей – та еще морока.

И только свайно-винтовой фундамент может быть выстроен зимой. Он будет надежным и долговечным, к основному зданию может быть в любой момент пристроено что угодно.

И отремонтировать его легко. Даже удивительно, что данный тип построек еще не получил широкого распространения в северных регионах, хоть количество зданий на этом фундаменте существенно возросло. Преимущества технологии в зимнее время года велики, не требуется ни прогревки грунта, ни произведения существенных земляных работ.

Можно просто убрать снег с площадки, как и сказано в статье. Причем заказчик вполне может справиться с этим самостоятельно, чтобы не переплачивать. Благодаря лопастям фундамент противодействует морозному пучению грунта.

Главное – что делается все это быстро, людям не нужно страдать на морозе долго.

Впрочем, это не делает внимательность и аккуратность при работе ненужной.

Мехряков Алексей — ведущий инженер

Технологии строительства домов в условиях севера

Строительство жилых малоэтажных домов в условиях севера связано с целым рядом сложностей и ограничений. Обусловлено это, в первую очередь, особым климатом — низкие среднегодовые температуры, сильные ветры, обильные снегопады. Считаться надо и с тем, что грунты в этих местах промёрзшие и нестабильные. Удалённость от крупных населённых пунктов с развитой промышленностью и торговлей тоже играет немаловажную роль. Какие же технологии применяются для строительства малоэтажных жилых домов в этих условиях?

Ограничения и сложности

Рассмотрим более детально — что представляют собой условия севера в контексте домостроительства:

Мёрзлый грунт — на таких грунтах существенно усложняются какие-либо работы, сложно или нецелесообразно обустраивать ряд классических фундаментов. К тому же, вечномёрзлые грунты нельзя подвергать разогреву, так как это приводит к их дестабилизации.
Низкие температуры воздуха — в таких условиях сложно выполнять «мокрые» строительные работы. Чтобы в домах было возможно жить, они должны быть крайне энергоэффективными или по-простому тёплыми.
Значительные ветровые нагрузки — постройки должны быть спроектированы с учётом этой особенности, то есть, быть прочными и надёжными. Конструкции жилья должны быть без мостиков холода, непродуваемыми.
Снеговые нагрузки — вносят свои коррективы в разработку конфигурации крыш, ориентацию жилых домов по сторонам света и розе ветров. Частично из-за снегопадов применяются особые методы разработки планировки помещений в домах.
Низкая влажность воздуха — без принятия каких-либо мер отрицательно сказывается на микроклимате в жилых помещениях.
Короткий световой день — в целях экономии энергоресурсов и сокращения расходов на коммунальные услуги необходимо делать упор на повышение эффективности естественного освещения помещений.
Повышенные требования к материалам — строительные и отделочные материалы должны быть рассчитаны на эксплуатацию при низких температурах воздуха.

Это лишь основные сложности и ограничения, с которыми сталкиваются при строительстве домов в условиях севера. Они обязательно учитываются как при проектировании, так и при строительстве, а В ходе эксплуатации готового жилья.

Особенности строительства малоэтажного жилья на севере

Теперь рассмотрим поэтапно несколько основных моментов, касающихся особенностей строительства жилых домов в условиях севера. Как обходятся сложности, минимизируются риски, компенсируются ограничения, какие меры предпринимаются для создания комфортных условий для постоянного проживания людей.

Технологии обустройства фундаментов

С вечномёрзлыми грунтами есть две основные проблемы.

Во-первых, их сложно обрабатывать из-за постоянно высокой твёрдости. Рыть котлованы и траншеи под классические бетонные фундаменты здесь затруднительно. Во-вторых, фундамент в мёрзлом грунте должен быть обустроен таким образом, чтобы не происходило впоследствии его нагревания и оттаивания. Это приводит к дестабилизации грунта и снижения его несущей способности.

Учитывая эти особенности, в условиях севера применяются преимущественно свайные технологии обустройства фундаментов.

Технологии строительства домов

При выборе технологии строительства домов в условиях севера, в первую очередь, учитываются низкие температуры. «Мокрые» работы исключаются по максимуму. Также надо учитывать сказанное выше о фундаментах. Свайные фундаменты хоть и обладают достаточно высокой несущей способностью, однако, всё же, на них не рекомендуется строить тяжёлые каменные постройки. С суровыми условиями северных регионов надо считаться и с расчётом на перспективу — в домах будут жить люди, и им должно быть тепло и комфортно.

Наиболее оптимальной для строительства малоэтажного жилья в условиях севера считается каркасная технология. Она позволяет возводить лёгкие, энергоэффективные и надёжные дома на свайных фундаментах и без применения «мокрых» работ. Также издавна на севере практиковалось строительство деревянных домов. Раньше их строили из бревна. Сегодня ему на смену пришёл более практичный профилированный брус.

Архитектура и планировка

Архитектурные излишества в проектах для северных регионов обычно отсутствуют. Постройки должны быть простыми и надёжными, на что и делается упор при проектировании. Предпочтение отдаётся домам простой, квадратной или прямоугольной формы. Крыша лучше одно- или двухскатная, без сложных элементов, из-за которых на кровельном материале будет задерживаться снег. В некоторых случаях учитывается даже аэродинамика, что позволяет повысить надёжность домов, эксплуатируемых в условиях северных ветров.

Планировка у северных домов тоже особая. Учитывается наиболее частое направления ветра, снегопады, стороны света. Предусматриваются эвакуационные выходы, которые располагаются параллельно направлению преобладающих ветров. Такие помещения, как кухня, ванная, санузел — рекомендуется размещать по планировке так, чтобы они не граничили с наружными стенами. Для улучшения естественной освещённости жилья применяется остекление увеличенной площади.

Ознакомьтесь с проектами из нашего каталога, лидерами продаж

Срок строительства — от 10 дней. Бесплатная доставка домокомплектов до КАД и МКАД. Даем гарантию на работы.

Какой тип фундамента идеален для северных регионов